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JP2015089313A - Rotating electric machine - Google Patents

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JP2015089313A
JP2015089313A JP2013228487A JP2013228487A JP2015089313A JP 2015089313 A JP2015089313 A JP 2015089313A JP 2013228487 A JP2013228487 A JP 2013228487A JP 2013228487 A JP2013228487 A JP 2013228487A JP 2015089313 A JP2015089313 A JP 2015089313A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnet
rotor
magnets
axial direction
insertion hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013228487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
聖 今川
Takashi Imagawa
聖 今川
新也 佐野
Shinya Sano
新也 佐野
裕太 渡邉
Hirota Watanabe
裕太 渡邉
顕史 黒川
Kenji Kurokawa
顕史 黒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Aisin AW Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2013228487A priority Critical patent/JP2015089313A/en
Publication of JP2015089313A publication Critical patent/JP2015089313A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor, having a plurality of magnets with different magnetic force characteristics inserted in line into a magnet insertion hole of a rotor, which allows easy checking of the magnet arrangement order and a reduced manufacturing cost.SOLUTION: A rotor core 4 of a motor 2 has a magnet insertion hole 4a extending in a rotor axial direction. Three or more magnet pieces 5a to 5c with different magnetic force characteristics are inserted in the magnet insertion hole 4a such that they are aligned in the rotor axial direction. When the plurality of magnet pieces 5a to 5c are inserted in line into the magnet insertion hole 4a, an outermost end face St in a direction of a rotor axis CL is not parallel to end faces Sa and Sb which are other end faces, in the rotor axial direction, than the outermost end face St. If the order of magnet insertion is wrong, then the non-parallel opposite faces are arranged to face each other, thereby creating a gap. This makes an operator realize that the insertion order is wrong.

Description

本発明は、回転電機に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine.

近年ハイブリッド車や電気自動車の普及に伴い、走行用のモータ(回転電機)に対する性能向上の要求が高まっている。モータの性能向上の一つとして、特許文献1には、ロータに使う磁石を保磁力の異なる複数の磁石で構成する技術が提案されている。その技術では、ロータの磁石挿入孔に、保磁力の異なる複数の磁石をロータの軸線方向に並べて配置する。より具体的には、放熱性が高い部分には保磁力が相対的に低い磁石を配置し、放熱性が低い部分には保磁力が相対的に高い磁石を配置する。特許文献1の技術は、ロータの軸線方向の位置に応じて保磁力が異なる磁石を配置し、モータの性能を高める。なお、そのような保磁力の異なる磁石の製造方法は例えば特許文献2に開示されている。   In recent years, with the spread of hybrid vehicles and electric vehicles, there is an increasing demand for performance improvement for motors for running (rotary electric machines). As one of the improvements in motor performance, Patent Document 1 proposes a technique in which a magnet used for a rotor is composed of a plurality of magnets having different coercive forces. In this technique, a plurality of magnets having different coercive forces are arranged in the rotor axial direction in the rotor axial direction. More specifically, a magnet having a relatively low coercive force is disposed in a portion having a high heat dissipation property, and a magnet having a relatively high coercive force is disposed in a portion having a low heat dissipation property. The technology of Patent Document 1 arranges magnets having different coercive forces according to the position of the rotor in the axial direction, and improves the performance of the motor. In addition, the manufacturing method of such a magnet with different coercive force is disclosed by patent document 2, for example.

特開2013−132116号公報JP 2013-132116 A 特開2013−158183号公報JP2013-158183A

特許文献1の技術において、保磁力の異なる複数の磁石を一つの磁石挿入孔に順に入れる場合、予定された位置に予定された保磁力の磁石が配置されるように、挿入する磁石の順番に注意を払う必要がある。複数の磁石の外形状が同じであると、挿入する順番を誤る虞があり、また、順番を誤ったことが外見からでは判別できない。特に、ロータの軸線方向の端部に配置する磁石と、端部以外に配置する磁石の間で保持力の相違が大きいので、本来ロータコアの端部に配置すべき磁石が別の位置に配置してしまうとモータの性能が予定された性能から大きく相違してしまう。本明細書は、ロータコアの内部においてロータ軸線方向に複数の磁石を配置したモータに関し、ロータ軸線方向の端部に配置すべき磁石を誤って異なる位置に配置してしまうことを簡単に防止する技術を提供する。磁石の配置位置の誤りを簡単に防止できることによって、組み立て作業の負荷が軽減されて製造コストが抑制される、あるいは、磁石の配置位置を誤ったモータが製造されることがないので製造歩留まりが高まる、という利点が得られる。   In the technique of Patent Document 1, when a plurality of magnets having different coercive forces are sequentially inserted into one magnet insertion hole, the magnets to be inserted are arranged in order so that the magnets having the predetermined coercive force are arranged at the predetermined positions. It is necessary to pay attention. If the outer shapes of the plurality of magnets are the same, there is a possibility that the insertion order may be wrong, and that the wrong order cannot be determined from the appearance. In particular, since there is a large difference in holding force between the magnet arranged at the end in the axial direction of the rotor and the magnet arranged outside the end, the magnet that should originally be arranged at the end of the rotor core is arranged at another position. If this happens, the performance of the motor will be significantly different from the planned performance. The present specification relates to a motor in which a plurality of magnets are arranged in a rotor axial direction inside a rotor core, and a technique for easily preventing a magnet to be arranged at an end portion in the rotor axial direction from being mistakenly arranged at a different position. I will provide a. Since it is possible to easily prevent errors in the magnet placement position, the assembly work load is reduced and manufacturing costs are reduced, or a motor with a wrong magnet placement position is not manufactured, resulting in an increase in manufacturing yield. The advantage is obtained.

本明細書が開示するモータは、ロータ軸線方向に伸びる磁石挿入孔を有するロータ(ロータコア)と、その磁石挿入孔にロータ軸線方向に並んで挿入される磁力特性の異なる3個以上の複数の磁石を備える。そして、その複数の磁石は、磁石挿入孔に並んで挿入されたときに、ロータ軸線方向の最外側端面と、その最外側端面以外のロータ軸方向の他の端面が非平行である。なお、ロータ軸線方向の端面とは、別言すれば、ロータ軸線と平行な直線と交差する端面である。そのようなモータでは、本来はロータ軸線方向の端部に位置すべき磁石を誤って端部以外に配置すると、その磁石に隣接して配置される磁石との間に隙間が生じ、全ての磁石が正しく収まらない。従って組み立て作業者は磁石の挿入順を間違えたことに直ちに気づくことができる。   The motor disclosed in the present specification includes a rotor (rotor core) having a magnet insertion hole extending in the rotor axial direction, and three or more magnets having different magnetic properties that are inserted in the magnet insertion hole side by side in the rotor axial direction. Is provided. When the plurality of magnets are inserted side by side in the magnet insertion hole, the outermost end surface in the rotor axial direction and the other end surface in the rotor axial direction other than the outermost end surface are nonparallel. In other words, the end surface in the rotor axis direction is an end surface that intersects with a straight line parallel to the rotor axis. In such a motor, if a magnet that should originally be positioned at the end in the rotor axial direction is mistakenly disposed at a position other than the end, a gap is created between the magnet and the magnet disposed adjacent to the end, and all magnets Does not fit properly. Therefore, the assembly operator can immediately notice that the insertion order of the magnets is wrong.

本明細書が開示する技術によれば、ロータ軸線方向端部の磁石と端部以外の磁石とで保磁力の異なる一群の磁石をロータの一つの磁石挿入孔に配置したモータに関し、端部に配置すべき磁石を誤って他の位置に配置してしまうことを簡単に防止することができる。   According to the technology disclosed in this specification, a motor in which a group of magnets having different coercive forces between a magnet at the end in the rotor axial direction and a magnet other than the end is arranged in one magnet insertion hole of the rotor is provided at the end. It is possible to easily prevent the magnet to be arranged from being mistakenly arranged at another position.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。   Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

図1(A)は、第1実施例のモータのロータの側面図であり、図1(B)は、図1(A)のB−B線における断面図である。1A is a side view of the rotor of the motor according to the first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1A. 図1(B)のII−II線における断面図である。It is sectional drawing in the II-II line of FIG. 1 (B). 第1実施例の磁石の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the magnet of 1st Example. 第2実施例のロータの断面図である。It is sectional drawing of the rotor of 2nd Example. 第2実施例の磁石の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the magnet of 2nd Example.

(第1実施例)図面を参照して第1実施例のモータ2(回転電機)を説明する。図1に、モータ2のロータ3を示す。なお、本明細書が開示するモータ2は、そのロータ3に特徴があるため、ステータの図示と説明は省略する。図1(A)はロータ3の側面図であり、図1(B)は、図1(A)のB−B線における断面図である。なお、図1の符号CLはロータ軸線を表す。   (First Embodiment) A motor 2 (rotary electric machine) of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the rotor 3 of the motor 2. Since the motor 2 disclosed in this specification is characterized by the rotor 3, illustration and description of the stator are omitted. 1A is a side view of the rotor 3, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1A. In addition, the code | symbol CL of FIG. 1 represents a rotor axis line.

ロータ3は、薄い円形の磁性鋼板を重ねて作られたロータコア4と、ロータコア4の中心をその軸線方向に貫通するシャフト12を有する。ロータコア4は、両端にエンドプレート14で挟まれ、さらにそのエンドプレート14の両側からナット13でシャフト12に固定されている。   The rotor 3 includes a rotor core 4 made by stacking thin circular magnetic steel plates, and a shaft 12 that penetrates the center of the rotor core 4 in the axial direction thereof. The rotor core 4 is sandwiched between end plates 14 at both ends, and is further fixed to the shaft 12 with nuts 13 from both sides of the end plate 14.

ロータコア4には、ロータ軸線方向に貫通する複数の磁石挿入孔4aが設けられている。磁石挿入孔4aは、ロータの周方向に等間隔に8か所設けられている。夫々の磁石挿入孔4aには、磁石5(永久磁石)が挿入されている。磁石5は、ロータコア4の一方の端から他方の端まで伸びており、エンドプレート14によって両側を抑えられ、ロータコア4から飛び出さないようになっている。   The rotor core 4 is provided with a plurality of magnet insertion holes 4a penetrating in the rotor axial direction. Eight magnet insertion holes 4a are provided at equal intervals in the circumferential direction of the rotor. A magnet 5 (permanent magnet) is inserted into each magnet insertion hole 4a. The magnet 5 extends from one end of the rotor core 4 to the other end, is restrained on both sides by the end plate 14, and does not jump out of the rotor core 4.

図2は、図1(B)のII−II線に沿った断面図である。なお、図2では、図を理解し易くするためにロータコア4の断面を示すハッチングは省略している。また、前述したようにロータコア4は、薄い磁性鋼板を積層したものであるが、図2では、個々の積層鋼板を区別する線の図示も省略している。   FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. In FIG. 2, hatching indicating a cross section of the rotor core 4 is omitted for easy understanding of the drawing. Further, as described above, the rotor core 4 is formed by laminating thin magnetic steel plates, but in FIG. 2, illustration of lines for distinguishing individual laminated steel plates is also omitted.

一つの磁石挿入孔4aに挿入される磁石5は、複数の磁石片5a、5b、及び、5cに分割されている。別言すれば、本実施例では、複数の磁石片5a−5cを、磁石5と総称する。複数の磁石片5a−5cは、夫々磁力特性が異なる。図2では、磁力特性の相違をハッチングの相違で表している。磁力特性については後述する。   The magnet 5 inserted into one magnet insertion hole 4a is divided into a plurality of magnet pieces 5a, 5b, and 5c. In other words, in this embodiment, the plurality of magnet pieces 5a-5c are collectively referred to as magnets 5. The plurality of magnet pieces 5a-5c have different magnetic properties. In FIG. 2, the difference in magnetic characteristics is represented by the difference in hatching. The magnetic characteristics will be described later.

磁石片5a−5cは、ロータ軸線CLに沿って伸びる磁石挿入孔4aに一列に配置されている。隣接する磁石片同士は、平行な面で対向しており、複数の磁石片5a−5cは、隙間なく並べられている。以下、各磁石片において、ロータの軸線CLと平行な直線と交差する面を端面と称する。以下では説明を簡略化するため、「ロータの軸線CLと平行な直線と交差する面」を、単に「ロータ軸線CLと交差する面」と表現する。なお、一列に並んでいる複数の磁石片5a−5cの最外側の両端面Stも端面の一つである。   The magnet pieces 5a-5c are arranged in a row in the magnet insertion holes 4a extending along the rotor axis CL. Adjacent magnet pieces oppose each other in parallel planes, and the plurality of magnet pieces 5a-5c are arranged without gaps. Hereinafter, in each magnet piece, a surface that intersects a straight line parallel to the rotor axis CL is referred to as an end surface. Hereinafter, in order to simplify the description, “a plane intersecting a straight line parallel to the rotor axis CL” is simply expressed as “a plane intersecting the rotor axis CL”. The outermost end surfaces St of the plurality of magnet pieces 5a-5c arranged in a row are also one of the end surfaces.

図2に示されているように、最外側の両端面Stは、ロータ軸線CLに直交するが、その他の端面(磁石片5bの両端面SaとSb、さらには、磁石片5bの端面に対向する磁石片5aの端面と磁石片5cの端面)は、ロータ軸線CLと斜めに交差する。以下では、磁石片5aの端面であって磁石片5bの端面Saと対向する端面も「端面Sa」と称し、磁石片5cの端面であって磁石片5bの端面Sbと対向する端面も「端面Sb」と称する。従って、別言すれば、複数の磁石片5a−5cは、磁石挿入孔4aに並んで挿入されたときに、ロータ軸線CL方向の最外側端面Stと、最外側端面以外のロータ軸方向の他の端面Sa、Sbが非平行である。   As shown in FIG. 2, the outermost end faces St are orthogonal to the rotor axis CL, but are opposed to the other end faces (both end faces Sa and Sb of the magnet piece 5b, and further to the end face of the magnet piece 5b). End face of the magnet piece 5a and end face of the magnet piece 5c) obliquely intersect the rotor axis CL. In the following, the end face of the magnet piece 5a that faces the end face Sa of the magnet piece 5b is also referred to as “end face Sa”, and the end face of the magnet piece 5c that faces the end face Sb of the magnet piece 5b is also called “end face”. This is referred to as “Sb”. Therefore, in other words, when the plurality of magnet pieces 5a-5c are inserted side by side in the magnet insertion hole 4a, the outermost end surface St in the rotor axis CL direction and the other axial direction other than the outermost end surface The end surfaces Sa and Sb are non-parallel.

図2を参照して各磁石片の軸線CL方向の端面の相違の例を説明する。一対の磁石片5aと5bの対向する端面Saは、ロータ軸線CLに対して傾斜する平面である。一対の磁石片5bと5cの対向する端面Sbも、ロータ軸線CLに対して傾斜する平面である。別言すれば、端面Sa及びSbは、軸線直交平面に対して傾斜している。端面Sa、Sbは平行である。一方、一群の磁石片5a−5cの並びの最外側の端面Stは、ロータ軸線CLに対して直交する。この特徴により、本来は端部に配置すべき磁石片5aあるいは5cを誤ってロータコア4の内部に入れてしまうと、隣接する磁石片の間に隙間が生じる。それゆえ、磁石片を挿入する作業者は、挿入順を間違えたことに直ちに気づくことができる。従って、実施例のモータ2は、ロータコア4の磁石挿入孔4aへの挿入順番が予め定められている複数の磁石の挿入作業が容易となる。   With reference to FIG. 2, the example of the difference of the end surface of the axis line CL direction of each magnet piece is demonstrated. Opposing end surfaces Sa of the pair of magnet pieces 5a and 5b are planes inclined with respect to the rotor axis CL. The opposing end surfaces Sb of the pair of magnet pieces 5b and 5c are also flat surfaces inclined with respect to the rotor axis CL. In other words, the end surfaces Sa and Sb are inclined with respect to the axis orthogonal plane. The end surfaces Sa and Sb are parallel. On the other hand, the outermost end surface St of the group of magnet pieces 5a-5c is orthogonal to the rotor axis CL. Due to this feature, if the magnet piece 5a or 5c that should originally be arranged at the end is mistakenly inserted into the rotor core 4, a gap is formed between adjacent magnet pieces. Therefore, the operator who inserts the magnet pieces can immediately notice that the insertion order is wrong. Therefore, in the motor 2 of the embodiment, it is easy to insert a plurality of magnets in which the insertion order of the rotor core 4 into the magnet insertion hole 4a is predetermined.

磁石片5a−5cは、磁力特性が異なる。このことについて説明する。ロータコア4ではロータ軸線CLに沿って端から端まで伸びる磁石5が周方向に等間隔に配置されている。モータ2は、各磁石片5a−5cの磁力特性をロータ軸線方向の位置に応じて変えることでモータの性能を高めている。図3を参照して磁石5(磁石片5a−5c)の磁力特性を説明する。図3は、磁石5の縦断面図である。磁石5は、その外側で保磁力が高く、内側中心に向かうほど保磁力が低くなっている。図3において、濃いグレーが高保磁力領域Maを示しており、薄いグレーが中保磁力領域Mbを示しており、白抜きの領域が低保磁力領域Mcを示している。磁石は、保磁力が高いほど、内部を通る磁束密度が低くなる。従って磁石5は、外側よりも内部の方が通過する磁束密度が高くなる。そのようなロータ軸線方向の位置に依存した磁力特性を有する磁石5をロータに採用することで、次に述べるように、モータのコストパフォーマンスが向上する。   The magnet pieces 5a-5c have different magnetic characteristics. This will be described. In the rotor core 4, magnets 5 extending from end to end along the rotor axis CL are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The motor 2 enhances the performance of the motor by changing the magnetic properties of the magnet pieces 5a-5c according to the position in the rotor axial direction. The magnetic characteristics of the magnet 5 (magnet pieces 5a-5c) will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the magnet 5. The magnet 5 has a high coercive force on the outer side thereof, and the coercive force becomes lower toward the inner center. In FIG. 3, dark gray indicates the high coercive force region Ma, light gray indicates the medium coercive force region Mb, and white regions indicate the low coercive force region Mc. The higher the coercive force of the magnet, the lower the magnetic flux density passing through it. Therefore, the magnet 5 has a higher magnetic flux density through which the inside passes than the outside. By adopting the magnet 5 having such a magnetic force characteristic depending on the position in the rotor axial direction in the rotor, the cost performance of the motor is improved as described below.

図3に示すようにロータコアの端部に配置すべき磁石片5a、5cでは、ロータコア4の軸線CL方向の最外側に位置する端面Stはその全面が高保磁力領域Maとなっているが、反対側では高保磁力領域Maと中保磁力領域Mbと低保磁力領域Mcが混在している。従ってそのような磁石片5a、5cが本来の配置位置ではない位置に配置してしまうと、予定されたモータ性能が発揮できなくなる。前述したように、モータ2では、最外側の端面Stと、他の端面Sa、Sbとは非平行である。それゆえ、本来はロータコアの軸線CL方向の端部に位置すべき磁石片5a、5cが誤って軸線CLの方向で内側に配置されると磁石片の間に隙間が生じ、磁石片を挿入する作業者は、挿入順を間違えたことに直ちに気づくことができる。なお、磁石片5bでは磁力特性が軸線CLに沿って平行であり、180度回転させて配置されても磁力特性は同じである。それゆえ、磁石片5bの両端面Sa及びSbは平行であってもよい。   As shown in FIG. 3, in the magnet pieces 5 a and 5 c to be arranged at the end of the rotor core, the entire end surface St located on the outermost side in the axis CL direction of the rotor core 4 is a high coercive force region Ma. On the side, a high coercive force region Ma, a medium coercive force region Mb, and a low coercive force region Mc are mixed. Therefore, if such magnet pieces 5a and 5c are arranged at positions other than the original arrangement positions, the planned motor performance cannot be exhibited. As described above, in the motor 2, the outermost end surface St and the other end surfaces Sa and Sb are non-parallel. Therefore, if the magnet pieces 5a and 5c that should originally be positioned at the end portion of the rotor core in the direction of the axis CL are erroneously arranged inside in the direction of the axis CL, a gap is generated between the magnet pieces and the magnet pieces are inserted. The operator can immediately notice that the insertion order is wrong. In the magnet piece 5b, the magnetic force characteristics are parallel along the axis CL, and the magnetic force characteristics are the same even when the magnet pieces 5b are rotated 180 degrees. Therefore, both end surfaces Sa and Sb of the magnet piece 5b may be parallel.

ロータ軸線CLに沿ってロータコア4の端から端まで伸びる磁石5では、磁石表層の保磁力は高いことが好ましいが、内部の保磁力はモータの性能にそれほど寄与しない。保磁力を高めるには磁石に含まれるDy(ジスプロシウム)やTb(テルビウム)の含有量を大きくするのがよいが、それらの物質はコストが高い。そこで、磁石内部の保磁力を下げることで、磁石5の内部にてDyやTbの含有量を少なくし、モータのコストパフォーマンスを高めることができる。図3に示すような保磁力が内部ほど低くなる磁石は、粒界拡散と呼ばれる方法で製造することができる。   In the magnet 5 extending from end to end of the rotor core 4 along the rotor axis CL, the coercive force of the magnet surface layer is preferably high, but the internal coercive force does not contribute so much to the performance of the motor. In order to increase the coercive force, it is preferable to increase the content of Dy (dysprosium) and Tb (terbium) contained in the magnet, but these substances are expensive. Therefore, by reducing the coercive force inside the magnet, the contents of Dy and Tb can be reduced inside the magnet 5 and the cost performance of the motor can be improved. A magnet having a lower coercive force as shown in FIG. 3 can be manufactured by a method called grain boundary diffusion.

(第2実施例)次に、図4、図5を参照して第2実施例のモータ52を説明する。モータ52の側面図と横断面図は、図1に示したモータ2と同じであるので説明は省略する。図4は、モータ52のロータ53の縦断面図であり、図5は、ロータ53に挿入される磁石55の縦断面図である。図4、図5に示すように、磁石55は、4個の磁石片55a−55dに分割されている。複数の磁石片55a−55dは、夫々磁力特性が異なる。図4では、磁力特性の相違をハッチングの相違で表している。   (Second Embodiment) Next, the motor 52 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. A side view and a cross-sectional view of the motor 52 are the same as those of the motor 2 shown in FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the rotor 53 of the motor 52, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the magnet 55 inserted into the rotor 53. As shown in FIGS. 4 and 5, the magnet 55 is divided into four magnet pieces 55a-55d. The plurality of magnet pieces 55a to 55d have different magnetic characteristics. In FIG. 4, the difference in magnetic characteristics is represented by the difference in hatching.

磁石片55a−55dは、ロータ軸線CLに沿って伸びる磁石挿入孔4aに一列に配置されている。隣接する一対の磁石片は、平行な端面同士で対向しており、複数の磁石片55a−55dは、隙間なく並べられている。隣接する磁石が互いに向かい合っている端面を以下では対向面と称する。隣接するいずれの一対の磁石の対向面も、別の隣接する一対の磁石の対向面とは形状が異なっている。さらに、いずれの対向面も、磁石55の端面Stとも非平行であり、形状が異なっている。ここで、形状とは、三次元的な形状であり、より厳密に定義すれば、例えばロータ軸線CLに直交する平面(軸線直交平面)を基準として、その軸線直交平面に対する相対的な傾きあるいは湾曲形状が全ての対向面で異なっている、ということである。別言すれば、いずれの一対の磁石の対向面、及び端面Stは、他の隣接する一対の磁石の対向面とは非平行である。   The magnet pieces 55a to 55d are arranged in a line in the magnet insertion hole 4a extending along the rotor axis CL. A pair of adjacent magnet pieces face each other at parallel end faces, and the plurality of magnet pieces 55a to 55d are arranged without gaps. An end face where adjacent magnets face each other is hereinafter referred to as an opposing face. The facing surfaces of any pair of adjacent magnets are different in shape from the facing surfaces of another pair of adjacent magnets. Furthermore, any of the opposing surfaces is also non-parallel to the end surface St of the magnet 55 and has a different shape. Here, the shape is a three-dimensional shape. To be more strictly defined, for example, relative to an axis orthogonal plane with respect to a plane orthogonal to the rotor axis CL (axis orthogonal plane), That is, the shape is different on all facing surfaces. In other words, the facing surfaces of any pair of magnets and the end surface St are non-parallel to the facing surfaces of other adjacent pairs of magnets.

図5を参照して対向面の相違の例を説明する。一対の磁石片55aと55bの対向面Saは、ロータ軸線CLに対して傾斜する平面である。別言すれば、対向面Saは、軸線CLに直交する平面に対して傾斜している。なお、「対向面」は、隣接する一方の磁石の面と、その面に対向する他方の磁石の面の双方を含むものであり、厳密には「一対の対向面」と称するのが適当であるが、本明細書では、「一対の対向面」を単純に「対向面」と称する。図4及び図5の符号Sa(及び、符号Sb、Sc)は、その一対の対向面を指す。別の一対の磁石片である磁石片55bと55cの対向面Sbは、ロータ軸線CLに対して傾斜する平面であって傾斜角度が対向面Saと異なる。さらに別の一対の磁石片である磁石片55cと55dの対向面Scは、磁石片55d側に凸となる湾曲面である。このようにいずれの対向する一対の磁石の対向面も他の隣接する一対の磁石の対向面とは形状(傾きや湾曲形状)が異なっている。さらに、いずれの対向面も、磁石55の軸線CL方向の最外側端面Stとも形状が異なっている。この特徴により、複数の磁石片55a−55dを磁石挿入孔4aに入れる順番を誤ると、隣接する磁石片の一対の対向面が平行とならず、隙間が生じる。それゆえ、磁石片を挿入する作業者は、挿入順を間違えたことに直ちに気づくことができる。従って、第2実施例のモータ52は、ロータコア4の磁石挿入孔4aへの挿入順番が予め定められている複数の磁石の挿入作業が容易となる。   An example of the difference between the opposing surfaces will be described with reference to FIG. Opposing surfaces Sa of the pair of magnet pieces 55a and 55b are planes inclined with respect to the rotor axis CL. In other words, the facing surface Sa is inclined with respect to a plane orthogonal to the axis line CL. The “opposite surface” includes both the surface of one adjacent magnet and the surface of the other magnet facing the surface, and strictly speaking, “a pair of opposing surfaces” is appropriate. However, in this specification, “a pair of facing surfaces” is simply referred to as “facing surfaces”. Symbols Sa (and symbols Sb and Sc) in FIGS. 4 and 5 indicate the pair of opposed surfaces. The opposing surfaces Sb of the magnet pieces 55b and 55c, which are another pair of magnet pieces, are flat surfaces that are inclined with respect to the rotor axis CL, and the inclination angle is different from that of the opposing surface Sa. Further, the opposing surface Sc of the magnet pieces 55c and 55d, which is another pair of magnet pieces, is a curved surface that protrudes toward the magnet piece 55d. Thus, the opposing surfaces of any pair of opposing magnets are different in shape (inclination or curved shape) from the opposing surfaces of other adjacent pairs of magnets. Furthermore, the shape of each facing surface is also different from the outermost end surface St of the magnet 55 in the axis CL direction. Due to this feature, if the order in which the plurality of magnet pieces 55a to 55d are put into the magnet insertion hole 4a is incorrect, a pair of opposing surfaces of adjacent magnet pieces are not parallel and a gap is generated. Therefore, the operator who inserts the magnet pieces can immediately notice that the insertion order is wrong. Therefore, in the motor 52 of the second embodiment, it becomes easy to insert a plurality of magnets whose order of insertion into the magnet insertion hole 4a of the rotor core 4 is predetermined.

図5に示すように、4つの磁石片55a−55dで構成されている磁石55は、部位に応じて磁力特性が異なる。ただし、4つの磁石片のうち、内側の磁石片55b、55cの磁力特性は、軸線CLに直交する方向では部位に応じて異なるが、軸線CLに沿った方向では均一である。それゆえ、磁石片55b、55cは、配置を入れ替えても磁石全体の磁力特性は同じである。本実施例のように、全ての対向面の形状が異なる場合、一つでも磁石挿入孔への挿入順序を間違えると全ての磁石片が磁石挿入孔に収まらず、順序を間違えたことが直ちに発見される。従って、図5に示すよりも複雑な磁力特性を有する場合も本実施例の技術は有効である。   As shown in FIG. 5, the magnet 55 composed of four magnet pieces 55 a to 55 d has different magnetic force characteristics depending on the part. However, among the four magnet pieces, the magnetic properties of the inner magnet pieces 55b and 55c differ depending on the part in the direction orthogonal to the axis CL, but are uniform in the direction along the axis CL. Therefore, the magnet pieces 55b and 55c have the same magnetic property as the whole magnet even if the arrangement is changed. As in this example, when the shapes of all the facing surfaces are different, if one wrong insertion order into the magnet insertion hole, all the magnet pieces will not fit in the magnet insertion hole, and it was immediately discovered that the order was incorrect. Is done. Therefore, the technique of this embodiment is also effective when the magnetic force characteristics are more complicated than those shown in FIG.

なお、仮に、全ての磁石片の形状が同一であり、磁石片の挿入順を間違えて挿入してしまった場合、次の不具合が生じる。図1(B)に示したように、ロータコア4には、ロータ軸線CLの回りに複数の磁石5が配置される。この複数の磁石5の中に、磁石片の挿入順を誤った磁石が混在すると、ロータコア4の周方向の磁力特性にアンバランスが生じる。ロータコア4の磁力特性のアンバランスは、ロータコア4の回転のアンバランスを生じるので好ましくない。   If all the magnet pieces have the same shape and are inserted in the wrong order, the following problems occur. As shown in FIG. 1B, the rotor core 4 is provided with a plurality of magnets 5 around the rotor axis CL. If magnets in which the magnet pieces are inserted in the wrong order are mixed in the plurality of magnets 5, imbalance occurs in the magnetic force characteristics in the circumferential direction of the rotor core 4. An unbalance in the magnetic characteristics of the rotor core 4 is not preferable because it causes an unbalance in the rotation of the rotor core 4.

実施例で説明したモータに関する留意点を述べる。ロータコア4の軸線CL方向の一方の端から他方の端に達する磁石5、55は、別言すれば、複数の磁石片に分割される。分割数は、いくつでもよい。ただし、本明細書が開示する技術は、一列に並ぶ磁石片の並び順を間違えないようにする技術であるから、3個以上に分割した磁石片を用いるモータに適している。   Points to be noted regarding the motor described in the embodiment will be described. In other words, the magnets 5 and 55 reaching from the one end in the axis CL direction of the rotor core 4 to the other end are divided into a plurality of magnet pieces. Any number of divisions may be used. However, the technique disclosed in the present specification is a technique for preventing the arrangement order of the magnet pieces arranged in a row from being mistaken, and is therefore suitable for a motor using magnet pieces divided into three or more pieces.

図3、図5に示した位置依存の磁力特性は一例である。本明細書が開示する技術は、一つには、ロータコア内に軸線CLに沿って一列に並んで配置される複数の磁石片において本来ロータコアの軸線方向の端部に配置すべき磁石片の配置位置を間違えないようにする技術である。本明細書は、上記の技術をさらに改良した技術も開示する。その技術は、ロータコア内に軸線CLに沿って一列に並んで配置される複数の磁石片の並び順を間違えないようにする技術である。その場合、ロータ軸線方向の磁石片の位置依存性はどのようなものであってもよい。例えば、一列に並べられる一連の磁石片は、ロータコアの軸線方向の端に位置する磁石片が軸線方向の中心に位置する磁石片よりも磁性が強い、という位置依存性を有していてもよい。   The position-dependent magnetic characteristics shown in FIGS. 3 and 5 are examples. The technique disclosed in this specification is, for example, an arrangement of magnet pieces that should be arranged at the end in the axial direction of the rotor core in a plurality of magnet pieces arranged in a line along the axis CL in the rotor core. It is a technology that prevents the position from being mistaken. The present specification also discloses a technique obtained by further improving the above technique. The technique is a technique for preventing the arrangement order of a plurality of magnet pieces arranged in a line along the axis CL in the rotor core from being mistaken. In that case, the position dependency of the magnet piece in the rotor axial direction may be any. For example, a series of magnet pieces arranged in a line may have a position dependency that a magnet piece located at an end in the axial direction of the rotor core is stronger than a magnet piece located at the center in the axial direction. .

なお、4個以上の複数の磁石において、夫々の磁石の挿入順が予め決まっている場合には、その複数の磁石は、磁石挿入孔の内部にて隣接する一対の磁石の対向面が平行であるとともに、その一対の磁石の対向面が、他の一対の磁石の対向面及び最外側端面(磁石挿入孔に挿入されたときに本来軸線方向の最外側に位置する端面)とは非平行であるとよい。別言すれば、いずれの二対の磁石を選択しても、一対の磁石の対向面と他の一対の磁石の対向面が非平行であるとよい。この場合、4個以上の複数の磁石を順番を誤って磁石挿入孔に挿入すると、隣接する磁石の対向面同士が異なる角度で対向することになり、磁石の間に隙間ができ、全ての磁石が正しく収まらない。従って組み立て作業者は磁石の挿入順を間違えたことに直ちに気づくことができる。   In addition, when the insertion order of each magnet is determined in advance in a plurality of four or more magnets, the opposing surfaces of a pair of adjacent magnets in the magnet insertion hole are parallel to each other. In addition, the facing surfaces of the pair of magnets are not parallel to the facing surfaces of the other pair of magnets and the outermost end surface (the end surface that is originally positioned on the outermost side in the axial direction when inserted into the magnet insertion hole). There should be. In other words, even if any two pairs of magnets are selected, the facing surfaces of the pair of magnets and the facing surfaces of the other pair of magnets may be non-parallel. In this case, if four or more magnets are inserted into the magnet insertion hole in the wrong order, the facing surfaces of adjacent magnets face each other at different angles, and a gap is created between the magnets. Does not fit properly. Therefore, the assembly operator can immediately notice that the insertion order of the magnets is wrong.

一対の磁石において対向する面は2面あるので、厳密に表現すれば、一対の磁石の一対の対向面が平行である、ということになる。本明細書では、表現を簡単にして理解を助けるため、一対の対向面の「一対」は省略して表現する。また、隣接する一対の磁石の対向面(一対の対向面)は平行である必要があるが、平面である必要はなく、湾曲していてもよい。本明細書が開示するモータの磁石は、数学的に表現すると次の通りである。各隣接する一対の磁石の(一対の)対向面が平行であるとともに、全ての隣接する一対の磁石の(一対の)対向面は、その三次元形状が異なる。   Since there are two opposing surfaces in the pair of magnets, strictly speaking, it means that the pair of opposing surfaces of the pair of magnets are parallel. In this specification, in order to simplify the expression and help understanding, the “pair” of the pair of facing surfaces is omitted. Moreover, although the opposing surface (a pair of opposing surface) of a pair of adjacent magnet needs to be parallel, it does not need to be a plane and may be curving. The motor magnet disclosed in this specification is expressed mathematically as follows. The pair of facing surfaces of each pair of adjacent magnets are parallel, and the pair of facing surfaces of all the pair of adjacent magnets have different three-dimensional shapes.

第2実施例の技術によれば、保磁力の異なる複数の磁石をロータの一つの磁石挿入孔に配置したモータに関し、保磁力の異なる複数の磁石の挿入順を誤ることを簡単に防止することができる。   According to the technology of the second embodiment, regarding a motor in which a plurality of magnets having different coercive forces are arranged in one magnet insertion hole of the rotor, it is possible to easily prevent the insertion order of the plurality of magnets having different coercive forces from being wrong. Can do.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2、52:モータ
3、53:ロータ
4:ロータコア
4a:磁石挿入孔
5、55:磁石
5a、5b、5c、55a、55b、55c、55d:磁石片
12:シャフト
13:ナット
14:エンドプレート
CL:ロータ軸線
Ma:高保磁力領域
Mb:中保磁力領域
Mc:低保磁力領域
Sa、Sb、Sc:対向面(端面)
St:最外側端面
2, 52: Motor 3, 53: Rotor 4: Rotor core 4a: Magnet insertion hole 5, 55: Magnets 5a, 5b, 5c, 55a, 55b, 55c, 55d: Magnet piece 12: Shaft 13: Nut 14: End plate CL : Rotor axis Ma: High coercive force region Mb: Medium coercive force region Mc: Low coercive force regions Sa, Sb, Sc: Opposing surfaces (end surfaces)
St: outermost end face

Claims (1)

ロータ軸線方向に伸びる磁石挿入孔を有するロータと、
前記磁石挿入孔に前記ロータ軸線方向に並んで挿入される磁力特性の異なる3個以上の複数の磁石と、を備えており、
前記複数の磁石は、ロータ軸線方向の最外側端面と、前記最外側端面以外のロータ軸線方向の他の端面が非平行であることを特徴とする回転電機。
A rotor having a magnet insertion hole extending in the rotor axial direction;
A plurality of magnets having three or more different magnetic properties inserted in the magnet insertion hole side by side in the rotor axial direction,
In the rotating machine, the outermost end surface in the rotor axial direction and the other end surface in the rotor axial direction other than the outermost end surface are non-parallel to the plurality of magnets.
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